Aufprallgewicht?

Auch auf die Gefahr, das der eine oder andere denkt: so ein Klugschei.....

@ four-point-five
Hallo,
2 kleiner Fehler
Nicht 750g bewegen sich mit 170m/s, es sind immer noch 0.5g. Wären es 750g, hätten Diese eine Bewegungsenergie von kapp 11000 Joule.
Die Kopffläche eines 4,5mm Dias beträgt: A= pi x r² = pi x d²/4
A= 3.141 x (2,25mm)² = 15,9mm²

Gruß Michel

Zitat

Original von raidmaX
einen Turnschuh

servus

ja das ist dann kein wunder
da würde mein schweres bowie messer
beim runterfallen schon durchgehen

wolltest aber keinen selbstmord begehen???

franz

DER niederbayer

Hallo

sind ja schon eine Menge richtiger Formeln genannt und auch richtige Schlüsse gezogen worden, aber eine entscheidende Formel fehlt:

Kinetische Energie (Bewegungsenergie) = Potentielle Energie (Energie der Lage)

Kinetische Energie 1/2 m v² = m g h Potentielle Energie

m = Masse (Gewicht) des Körpers
v = Geschwindigkeit des Körpers
h = Höhe auf der sich der Körper befindet
g = 9,81 m/s² Erdbeschleunigung (eine Konstante, beruhend auf der Erdanziehungskraft)

Die Mündungsenergie beträgt 7,5J = 7,5 kg m²/s², wie schon so ungefähr gesagt, beträgt dann die dieser Energie äquivalente Masse auf einer Höhe von 1m

m = 7,5 kg m /s² /(9,81m/s² 1m) = 0,736kg = 736g

7,5J entsprechen also der Energie eines Gewichtes von 736g, welches aus 1m Höhe auf den Boden fällt.

Was auch richtig gesagt wurde ist, dass für das "Aua" der Druck (die Flächenpressung) entscheidend ist.

Druck p = F/A Kraft/Fläche

Bei gleicher Kraft erzeugt also eine kleinere Fläche einen größeren Druck..

Um bei dem Beispiel zu bleiben: Nehme eine Wasserflasche (aus Glas, darf nicht in sich nachgeben, wie PET-Flaschen), trinke ein Glas daraus, so dass die Flasche samt Inhalt dann 736g wiegt, klebe einen Metallstift von 4,5mm Durchmesser darunter und lasse sie aus 1m Höhe auf den Boden fallen. Dann passiert so ziemlich das Gleiche, als wenn du mit einem -Gewehr auf den Boden geschossen hättest.
Aber bitte aufpassen, dass nicht zufällig genau dort ein Fuß steht

Gruß
Musashi

Zitat

Original von Musashi
Hallo

sind ja schon eine Menge richtiger Formeln genannt und auch richtige Schlüsse gezogen worden, aber eine entscheidende Formel fehlt:

Kinetische Energie (Bewegungsenergie) = Potentielle Energie (Energie der Lage)

Kinetische Energie 1/2 m v² = m g h Potentielle Energie

m = Masse (Gewicht) des Körpers
v = Geschwindigkeit des Körpers
h = Höhe auf der sich der Körper befindet
g = 9,81 m/s² Erdbeschleunigung (eine Konstante, beruhend auf der Erdanziehungskraft)
[...]
m = 7,5 kg m /s² /(9,81m/s² 1m) = 0,736kg = 736g

7,5J entsprechen also der Energie eines Gewichtes von 736g, welches aus 1m Höhe auf den Boden fällt.

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Wenn ich dazu jetzt noch kleinkarriert was anmerken darf, es ist eine Konstante, die sich je nach Standort ändern kann, hier in Mitteleuropa sind es 9,81, das ist wohl war

Wenn man jetzt die daten 1/2 sek fürs abbremsen für die 3cm also 0,03 m als Bremsweg nehmen würde und eine auftrefffläche von 15,9mm^2

ist bei F=m*a F=0,0002kilogramm* | [(0m/s-175m/s)/(0,03)] |
<=> 0,0002*|-5833,3|
<=>1,166

Also wäre laut dieser Rechnung, man kann die Parameter natürlich noch verändern, die Energie 1,166 Joule ! (Joule=Newtonmeter: N*m = Newton *die Höhe die der Körper hat, 1 Kilogramm sind halt hier in Mitteleuropa 9,81 Newton)

[Beschleunigung : Geschwindigkeit : deltaWeg: v/t]

Zitat

Original von raidmaX
Mich würd mal interessieren wie viel Kilogramm auf das Ziel wirkt wenn man mit einem Dia schiesst mit einer Energie von 7.5J
Kann man das ausrechnen?

Nein, das kann man nicht, weil man die Wirkung eines Geschosses auf das Ziel nicht in einer einzigen Zahl ausdrücken kann, schon gar nicht in Kilogramm. Der Thread hat das ja eigentlich ausch schon gezeigt.

Welche Wirkung soll denn "ein Kilogramm" haben? Ein Liter Milch, der langsam sauer werdend auf dem Tisch steht, macht dem Tisch nichts aus. Ein ein Kilogramm schwerer Hammer, mit dem man auf den Tisch schlägt, schon eher. Und was ist mit einem ein Kilogramm schweren Messer, das man von 3 Metern Höhe auf den Tisch fallen läßt?

In Kilogramm kann man das also nicht ausdrücken. Die ersten paar Postings hier im Thread, die es trotzdem versuchen, sind deshalb auch ziemlicher Quatsch.

Zitat

Musashi:
Um bei dem Beispiel zu bleiben: Nehme eine Wasserflasche (aus Glas, darf nicht in sich nachgeben, wie PET-Flaschen), trinke ein Glas daraus, so dass die Flasche samt Inhalt dann 736g wiegt, klebe einen Metallstift von 4,5mm Durchmesser darunter und lasse sie aus 1m Höhe auf den Boden fallen. Dann passiert so ziemlich das Gleiche, als wenn du mit einem Das 'F' -Gewehr auf den Boden geschossen hättest.
Aber bitte aufpassen, dass nicht zufällig genau dort ein Fuß steht OhMann

Das stimmt zwar bezogen auf die Energie, aber für die Wirkung spielt auch der Impuls eine Rolle. Ein Diabolo mit 7,5 J hat einen viel kleineren Impuls als eine schwere Flasche mit ebenfalls 7,5 J und wird je nach Beschaffenheit des Ziels eher abprallen, ohne dabei viel Energie zu übertragen.

Marcus

Ich befürchte dass wir die Angaben in kg "Galileo" zu verdanken haben. Die
waren die ersten die Kräfte von N in kg mit der Erdbeschleunigung umgerechnet
haben. (davon gehe ich zu deren Gunsten mal aus)
Falls nicht haben sie wichtige Grundsätze der Physik nicht verstanden und mit
Massen statt Kräften gerechnet.

Die durchschnittliche Kraft die auf das Ziel wirkt müsste sich nämlich
berechnen lassen wenn man im besten Fall die Wirkzeit gegen 0 gehen lässt.

mfg. (jemand der auch noch seinen Senf dazugeben wollte)

Marcus, da muss ich dir leider etwas widersprechen.

Die Kraft die auf den getroffenen Gegenstand wirkt kann man durchaus in Newton oder Kilogramm ausdrücken.

Der Unterschied:

Eine Plastik-Wasserflasche die 750g wiegt fällt zu Boden. Durch den Fall nimmt die Kraft und somit auch das Gewicht, dass auf den Boden wirkt zu. Die SchwerKRAFT und die Trägheit der Masse addieren sich zu den 750g Gewicht, wodurch eine größere Kraft entsteht als wenn man die Flasche auf den Boden legen würde.

Der Diabolo aber selber wiegt nur etwa 0,5g und wird im Gewehr so beschleunigt, dass er ein Gewicht von 750 Gramm aufbringen würde wenn man auf eine Waage schießen würde. Theoretisch. Der Diabolo gibt seine Energie aber nicht vollständig auf das Ziel ab. Er prallt ab, verformt sich. Die Energie wird nicht nur an den getroffenen Gegenstand weitergegeben, sondern geht auch in die Verformung und in das Abprallen ein. Das müsste mal alles mit einkalkulieren.

Zitat

Original von Musashi
Um bei dem Beispiel zu bleiben: Nehme eine Wasserflasche (aus Glas, darf nicht in sich nachgeben, wie PET-Flaschen), trinke ein Glas daraus, so dass die Flasche samt Inhalt dann 736g wiegt, klebe einen Metallstift von 4,5mm Durchmesser darunter und lasse sie aus 1m Höhe auf den Boden fallen. Dann passiert so ziemlich das Gleiche, als wenn du mit einem -Gewehr auf den Boden geschossen hättest.

Na das Beispiel hingt aber gewaltig
Die Wasserflasche wiegt zwar 750g, sie wirkt aber viel stärker da sie noch durch die Trägheit der Masse und den Fall (Schwerkraft) beschleunigt wird. Also wird die Kraft deutlich mehr als 7,5 Joule betragen.

Wenn man an den Boden einer Flasche die 749,5g wiegt einen Diabolo kleben würde der 0,5g wiegt und man die Flasche auf einen Tisch STELLEN würde, würde der Diabolo mit genau 7,5 Joule auf den Tisch einwirken.

Soviel zur Theorie.
Ich hoffe das war jetzt irgendwie verständlich.

Und ich glaube ich liege richtig. Wen nicht berichtigt mich
Der ganze Post bezieht sich auf Westeuropa.

Gruß
andy

Zitat

Original von aandykf
Na das Beispiel hingt aber gewaltig
Die Wasserflasche wiegt zwar 750g, sie wirkt aber viel stärker da sie noch durch die Trägheit der Masse und den Fall (Schwerkraft) beschleunigt wird. Also wird die Kraft deutlich mehr als 7,5 Joule betragen.

Wenn man an den Boden einer Flasche die 749,5g wiegt einen Diabolo kleben würde der 0,5g wiegt und man die Flasche auf einen Tisch STELLEN würde, würde der Diabolo mit genau 7,5 Joule auf den Tisch einwirken.

Soviel zur Theorie.
Ich hoffe das war jetzt irgendwie verständlich.

Unsinn (oder willst du uns veräppeln?)

du hast den Unterschied zwischen Energie und Kraft nicht verstanden

Wenn du eine Flasche von 749,g mit einem darunter geklebten Diabolo von 0,5g auf einen Tisch stellst, dann wirkt auf den Tisch eine KRAFT von

F = m g = 0,75kg 9,81m/s² = 7,36 N (Newton, das ist die Einheit der Kraft!)

1N = 1kg m/s²

Die Energie hat die gleiche Einheit wie die Arbeit:

1J = 1 Nm = 1 kg m²/s²

Die Arbeit, die benötigt wird, um 750g vom Boden aufzuheben und auf 1m Höhe zu bringen, steckt anschließend als potentielle Energie in dem gehobenen Körper. Fällt dieser Körper dann herunter, verwandelt sich die potentielle Energie in kinetische Energie. Trifft die Masse dann auf ein Hindernis (den Fußboden z.B.) wird die kinetische Energie in Verformungsenergie und Wärme umgesetzt.

Die oben von Marcus richtig erwähnte Bedeutung des Impulses habe ich hier aus didaktischen Gründen weggelassen Dem Impuls würde ich mich erst dann widmen, wenn hier der Unterschied zwischen Energie und Kraft auf breiter Basis klar wäre.

Zitat

Original von motherbuana

Blödsinn! Der eine Meter fehlt!

Du hast dann 7,5N, welche eben einen Druck von 0,47 N/mm² ausüben...

Hm.

Hier (bei mir jedenfalls) wirkt auf 100g eine Kraft von 1 Newton. Also wirken auf 750g 7,5 Newton. Soweit dürfte das korekt sein.

Und die Leistung eines sich bewegendem Diabolo kann man ja in Newton messen. Einfach in eine präparierte Federwaage mit Newtonteilung schießen und mit Hochgeschwindigkeitskamera das Ergebnis festhalten.

Also (es wurden ja schon Formeln genannt) lässt sich ja Joule ungefähr in Joule ausrechnen. Und Newton kann man doch auch in Kg umrechnen.

Sorry für meine Realschulphysik...

Gruß
andy

Zitat

Original von aandykf
Und die Leistung eines sich bewegendem Diabolo kann man ja in Newton messen. Einfach in eine präparierte Federwaage mit Newtonteilung schießen und mit Hochgeschwindigkeitskamera das Ergebnis festhalten.

Also (es wurden ja schon Formeln genannt) lässt sich ja Joule ungefähr in Joule ausrechnen.

Ich glaube jetzt auch, Du willst uns nur veräppeln...

Probier das mal mit verschiedenen Federwaagen und wundere Dich über die Ergebnisse...

Übrigens kann man Joule auch über die Einstein-Formel E = m c² in kg umrechnen...

Marcus

Ich habe zwar keine Lösung für diese Problem hier, allerdings kann ich vielleicht ein paar Begriffe klarstellen, die hier durcheinander geraten.

Grundsätzlich ist es sehr unphysikalisch "Aufprallkräfte" in Kilogramm auszudrücken. Kräfte drückt man durch Newton aus. Einheit ist kg*m/s² (ergibt sich aus F=m*a, Kraft = Masse mal Beschleunigung)
Eine Kraft kann nur wirken wenn es eine entgegengesetzte Kraft gibt. Somit ist ein fliegendes Diabolo in horizontaler Richtung kräftefrei (ausgenommen Luftwiederstand)
Eine Kraft wirkt erst wenn das Geschoss eine Beschleunigung erfährt, sprich beim Aufprall abgebremst wird.

Energie dagegen ist die Fähigkeit eines Systems Arbeit zu verrichten. In einem fliegenden Geschoss steckt also eine Energie (hier 7,5J). Von einer Energie kann man aber noch keine Rückschlüsse auf die wirkenden Kräfte ziehen. Es kommt nämlich darauf an wie die Energie umgewandelt wird (in unserem Fall kommt es auf die Beschaffenheit des zieles an und die damit verbundene Beschleunigung (Länge des "Bremsweges")
Eine Energie kann nicht dauerhaft wirken. Wenn ich einen Gegenstand auf den Tisch stelle, dann wirkt keine Energie sondern eine Kraft. Die Kraft die auf ein Objekt wird ist unabhägig von der Kontaktfläche. Um diese Verhältnisse von Kräften zu Flächen auszudrücken braucht man den Druck.

Nach Einstein sind Masse und Energie jedoch äquivalent, was uns hier aber nicht weiter interressieren muss.

Hallo raidmaX!
Die Antwort auf Deine Frage ist sehr einfach:
Das Aufprallgewicht beträgt 0,5g +/- (Das Gewicht Deines Diabolos)
Dieses Gewicht trifft das Ziel mit einer Bewegungsenergie von 7,5J +/-
Beim auftreffen auf das Ziel, wird diese Bewegungsenergie in ander Energieformen umgewandelt
Der, nennen wir es Denkfehler, ist aber nicht wirklich einer, liegt darin, das sich nicht das Gewicht des Körper verändert, sondern dessen Energiegehalt
Klar ist diese Energie auch abhängig vom Gewicht, nur ist diese eben konstant, wenn wir also davon ausgehen das das Dia 0,5g wiegt, trifft es eben das Ziel mit diesem Gewicht, egal ob mit 5m/s oder 175m/s, der Unterschied liegt in der Energie mit dem das Ziel getroffen wird.

Im übrigen ist E = m x c² der tatsächliche Energiegehalt eines Körpers, wobei c=Lichtgeschwindigkeit (ca. 300000000m/s)
Sollte es jemand schaffen, einem Dia diese kin. Energie zu verpassen, das sind so grob 4,5 x 10¹⁴J, denke ich, könnte man von der Erde aus ein Loch in die Eisdecke des Jupitermondes Europa schießen, und ich denke dieses Luftgewehr würden wir auch nicht mehr auf die gelbe WBK bekommen

Zitat

Original von Old_Surehand
Ich glaube jetzt auch, Du willst uns nur veräppeln...

Ich fand mich ganz gut...

Obwohl es einige hier schon geschrieben haben, muss ich trotzdem meinen
Senf dazugeben.

Es ist im Fernsehen (Galileo etc.) und Presse halt sehr populär geworden,
mit vermeintlichen Gewichten statt Kräften oder Energien zu prahlen.
Einfach deshalb, weil sich Beate Mustermann unter Joule oder Newton nix
vorstellen kann (Pisa liegt doch in Amerika, oder?).
Wer kennt es nicht, dann man sich ohen Gurt im Auto schon bei einem Aufprall
von 30 Km/h mit einer Tonne Kraft abstützen müsste - oder so ähnlich...
Mir persönlich läuft da leider dann das Blut aus den Ohren.
Es gibt Masse (kg), Beschleunigung (m/s²), Kraft (N), Energie (J),
Geschwindigkeit (m/s) und vieles Andere mehr. Die lustigen Dinger hängen
zwar voneinander ab, aber wenn kg = J wäre, wozu hat man dann 2 davon?

Und mir persönlich gefällt daher das Ding mit den 0,75 kg aus einem Meter Höhe
ganz gut, denn es macht 7,5 Joule leicht verständlich, ohne irgend was zu
verdrehen. Für die Wirkung kommt es dann nur noch darauf an, welche FORM,
DICHTE und HÄRTE 750 Gramm haben.
Physik ist halt manchmal kompliziert, und man kann es nicht immer einfacher
reden - leider.

Oder noch einfacher: 7.5 Joule = 1 Aua !

Gut.

Also ich muss noch mal sicher gehen.

Ich lege ein Buch auf meine Flache Hand. Es wiegt 750g.

Ich bringe nun eine Kraft von 7,5 Newton auf um es zu halten.
Soweit korekt?

Und mit wie viel Joule das Buch auf meine Hand einwirkt kann man nicht berechnen. Und es wären auch nicht 7,5 Joule, wenn das Buch aus 1m Höhe auf meine Hand fällt!

Das Buch wirkt nicht mit Joule ein, es hat allenfals Joule (als kinetische Energie).
Genau genommen enthält es Joule in Wärme (es ist ja wärmer als 0 Kelvin,
sonst würden Dir auch gute Fäustlinge nicht viel helfen). Und wenn Du es
anzündest, wird die chemisch gebundene Energie auch als Wärme in
Joule (Temperatur, Zeit) frei. Und kinetische Energie? Kommst aufs
Bezugssystem an. Wenn Du Deine Hand stillhältst und Zuhause im
Zimmer stehst, hat es 0 Joule kinetische Energie bezugen zum Erdboden.
Sitzt Du im Auto und hälts es in der Hand, scheint es für Dich immer noch
0 Joule kinetische Energie zu haben. Wirfst Du es aber am Autobahnparkplatz aus
dem Fenster, wo ich mich grad in die Büsche erleichtere, scheint es an meinem
Allerwertesten mit deutlich mehr als 7,5 Joule anzukommen.
Und die Erde bewegt sich ja auch mit einigen km/s durchs Weltall, bezogen
auf die Sonne. Da werden dann schon ein paar Kilojoule ins Buch gepackt.
Nehem ich dann die Milchstrasse als Bezugssystem, bewegt sich die Sonne
mitsamt ihrer kleinen Freunde noch deutlich zügiger durch die Gegend.
Da hat das Buch dann locker ein paar Megajoule an kinetischer Energie.

Was sagt unser Waffengesetz eigentlich zu Büchern mit über 7,5 Joule?

Aber wenn das Buch aus einem Meter Höhe auf Deine Hand fällt, hat es nach
der ÜBLICHEN Sichtweise schon 7,5 Joule. Wenn es ein Buch mit festem
Einband ist und Dir mit der Ecke auf die Hand fällt, wird das sicher deutlich!
Ich bin mir sicher, Du wirst mir dann Zustimmen, das das Buch eine
gefährliche Waffe ist - Auch wenn es generell eher aus anderen Gründen
gefürchtet wird.

Achja, Eines noch:
Kilogramm ist eine Masse. Unabhängig von der Fallbeschleunigung, auch
in der Schwerelosigkeit.
Gewicht ist eine Kraft, die durch eine Masse ausgeübt wird, auf die eine
Anziehungskraft einwirkt. Aber das Wort Gewicht wird in der Physik nicht
gerne verwendet.

Ich hätte gerne 10 Newton Kartoffeln!